[发明专利]成膜装置以及成膜工件制造方法

说明书

本发明提供能够利用简单的构成，以均一的厚度在立体物等包括多个面的工件上成膜的成膜装置以及成膜工件制造方法。所述成膜装置包括：包含平面的成膜材料的靶材；电源部，将电力施加至靶材；自转部，使作为成膜对象的工件以自转轴为中心而自转；以及公转部，使自转部以与自转轴不同的公转轴为中心而公转，借此，使工件反复地靠近与远离靶材，自转过程中及公转过程中的自转轴固定于使与该自转轴正交的自转轨道面相对于与公转轴正交的公转轨道面具有第1倾斜角度的角度，靶材固定于使平面相对于公转轨道面具有第2倾斜角度的角度。

技术领域

本发明是有关于一种成膜装置及成膜工件(work)制造方法。

背景技术

作为在基板等工件的表面成膜的装置，利用溅镀(sputtering)的成膜装置已被广泛使用。溅镀是使离子(ion)碰撞作为成膜材料的靶材(target)，使因该碰撞而被撞出的成膜材料的粒子附着于工件的技术，所述离子是通过使导入至腔室(chamber)内的气体(gas)等离子体化而产生的离子。

对于如上所述的溅镀而言，理想的是以使对于工件的厚度均一的方式成膜。例如在成膜对象为半导体晶片(wafer)等平板状的工件，且该工件的成膜对象面仅为一个平面的情况下，一般而言，靶材与工件平行且与该工件相向地配置。接着，通过如下方法例如配设多个靶材且对施加至各靶材的施加电力进行调整，或对靶材与成膜对象物之间的距离进行调整，实现膜厚的面内均一化。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-94163号公报

发明内容

[发明所欲解决的课题]

然而，有时会使用成膜对象面并非仅为一个平面的工件。例如，有时将立方体、长方体等包含多个平面的多面体；半球状、圆顶状、碗状等包含单个或多个曲面的曲面体；矩形圆柱形、圆柱形、圆锥形等包含曲面与平面的复合体等立体物的多个平面或曲面设为成膜对象面。以下，将具有多个此种成膜对象面的工件称为立体物，与成膜对象面仅为一个平面的工件加以区分。在此种立体物的情况下，靶材与成膜对象面之间的距离或角度不一致，难以通过对施加至靶材的施加电压进行调整，或对靶材与工件之间的距离进行调整来使膜厚均一化。

为了应对所述问题，如专利文献1所述，已提出了如下技术：在成膜过程中，相对于水平配置的靶材而使立体物旋转且变更角度，借此，使成膜的均一性提高。对于该现有技术而言，在成膜过程中使工件旋转的理由如下所述。溅镀是通过被从靶材撞出的粒子的附着来成膜的技术。因此，能够使粒子良好地附着于朝向靶材侧的面。在如半导体晶片般，工件为平板状的情况下，由于成膜对象面的整体仅为平坦的一个面，故而只要仅使该面平行地面向靶材，则能比较均一地成膜。再者，此处所谓的朝向靶材侧的面，是指相对于靶材表面即溅镀面的倾斜角不足90°的成膜对象面。

另一方面，在工件为立体物等包括多个面的物体的情况下，当角度不同的多个成膜对象面中存在朝向靶材侧的面与不朝向靶材侧的面时，几乎无法在不朝向靶材侧的面上成膜。在该情况下，无法均一地在多个成膜对象面的整体上成膜。因此，可考虑使工件的角度倾斜，从而使各成膜对象面朝向靶材侧。然而，即使在该情况下，当两个成膜对象面处于表背面关系时，也无法使两个成膜对象面同时朝向靶材侧。因此，通过使倾斜的工件自转及公转，能够产生全部的成膜对象面朝向靶材的时间。

然而，即使以所述方式使工件倾斜地自转及公转，若自转轴的角度固定，则会产生总是朝向靶材侧的成膜对象面、及反复地处于朝向靶材侧的状态与不朝向靶材侧的状态的成膜对象面，这些成膜对象面之间的成膜量会产生差异。为了应对所述问题，现有技术是在成膜过程中检测膜厚，且以使检测出的膜厚达到所期望的膜厚的方式，在成膜过程中变更工件的自转轴相对于靶材的角度。然而，用以实现在成膜过程中，对膜的厚度进行检测，并且判断且调整用以获得均一的膜厚的相对于靶材的最佳角度的机械构成、控制构成非常复杂。